虚拟化技术在发射台站安全播出中的应用
时间：2021-04-07 07:58:31 来源：达达文档网 本文已影响 人 
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摘 要：发射台站的信息化网络与应用系统已经成为安全播出工作的重要组成部分，为各项安全播出业务提供了有效的技术保障。但由于各应用系统的节点比较单一，组建时间不同，操作系统和中间件都不完全相同，从而导致服务器利用率低、维护难度大、维护成本高。虚拟化概念的提出从根本上解决了该问题。
关键词：虚拟化技术;发射台站;安全播出;虚拟化平台
中图分类号：TN934.81 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）20-0095-03
Abstract：The information network and application system of the transmitting station have become an important part of the safe broadcast work，which provides effective technical guarantee for all safe broadcast services. However，due to the fact that the nodes of each application system are relatively single，the build time is different，and the operating system and middleware are not exactly the same，which leads to low server utilization，high maintenance difficulty，and high maintenance costs. The concept of virtualization fundamentally solves this problem.
Keywords：virtualization technology;transmitting station;secure broadcast;virtualization platform
0 引 言
随着发射台站自动化、信息化程度的提高，从供配电、发射机、天线到附属设备均建立了自身的应用系统，并且已经成为安全播出工作的重要组成部分，为实时准确下达调度指令、进行调度指令的执行和反馈等各项安全播出业务提供了有效的技术保障。但是由于各应用系统的节点比较单一，组建时间不同，操作系统和中间件都不完全相同，从而导致服务器出现利用率低、维护难度大、维护成本高等问题，而虚拟化概念的提出从根本上解决了该问题。
1 发射台站各应用系统存在的问题
伴随着无线局信息化系统建设及新业务发展需求的增长，多年来发射台站的业务管理系统逐年增加，并且具有一定的规模，成为安全播出工作的重要组成部分，为实时准确下达调度指令，以及调度指令的执行和反馈等各项安全播出业务提供了有效的技术保障。目前业务系统有办公网和技术网，应用系统也有多个，如智能物资管理系统、人事资源管理系统、发射机自动化系统、天线自动化系统、电力自动化系统、音频调度系统等，每个应用系统有独立的一台或多台服务器，这就造成服务器资源大量闲置而得不到充分应用。同时随着新技术、新业务的发展，新开发的应用系统也在不断增加，由于原有空间的局限，设备间和机柜都接近饱和，造成服务器的安装线路铺设受限。
应用系统运行的稳定可靠性取决于日常的维护检修，由于各应用系统建立时间不一致，导致服务器种类、型号各异，电源模块和硬盘型号不一致，操作系统不完全相同。这就造成各应用系统维护工作量加大，维护难度和成本都较高，系统升级和可扩展性等都受到限制。
2 虚拟化技术的提出
虚拟化技术是一种重要的软件技术，它将数据、存储资源和计算能力以及其他资源集成抽象起来，为我们提供了一个逻辑视图，而不是物理视图，是一种基于物理机制但又不被物理机制所限制的技术。该技术将一台物理机虚拟成多台虚拟机，而且每台虚拟机能够部署不同的操作系统，应用程序和业务系统之间相互独立运行，不受影响。虚拟化技术把有限的、固定的硬件资源根据业务需求发展变化重新进行规划并达到资源最大利用率，是一种简化管理、优化资源的重要解决方案。
3 虚拟化的分类
3.1 完全虚拟
完全虚拟是在虚拟服务器和底层硬件之间建立一个抽象层，它通过获取CPU指令，在指令访问硬件控制器和外设之间充当中介。最流行的完全虚拟软件叫做Hypervisor，由它充当主机操作系统，运行在裸硬件上，各个虚拟服务器运行客户端操作系统，这些虚拟服务器由Hypervisor管理，并相互独立。该虚拟化技术最大的缺点就是给处理器带来开销。
3.2 准虚拟
准虚拟技术是对客户操作系统进行改动，并对核心层做某些调整，让它意识到自己运行在虚拟环境下，并且可以与Hypervisor协同工作。性能高是准虚拟化技术的最大优点，准虚拟化处理过的服务器的响应能力几乎等同于未经处理过的服务器，对于Linux、BSD、Solaris及其他开源操作系统，准虚拟技术完全适用，但因为它们不能改动，对Windows操作系统则完全不适用。
3.3 系统虚拟
在操作系统层面直接虚拟化，这样就由主机操作系统本身负责在多个虚拟服务器之间分配硬件资源，所有的虚拟服务器必须使用同一操作系統，并且相互独立。其优点是本机速度性能比较高，缺点是灵活性差。
3.4 服务器虚拟化
在服务器中应用虚拟化技术，可以将一台物理服务器变成多台服务器。所有的应用程序都可以在虚拟平台上发布，应用程序和硬件平台是分开的，应用环境变得简单，在应用平台升级整合和管理的过程中，不再受操作系统和中间件等物理限制，所有的应用可以集中处理，大大提高资源利用率，同时减少硬件数量，节约硬件成本，所有的应用数据在虚拟机上进行行动态迁移，提高数据备份能力，随时进行数据灾难恢复。
4 服务器虚拟化技术在发射台站的应用及实现
综合国家广播电视总局七二五台（以下简称“我台”）的台站实际，通过调研分析，决定采用服务器虚拟化技术。在核心网络机房部署搭建虚拟化平台，将办公网和技术网网段内重要的应用系统迁移到虚拟化平台上运行，从而提高发射台站各应用系统的安全性和可靠性，提升发射台站的安全播出保障能力。
4.1 发射台站虚拟化平台的应用
发射台站虚拟化平台由高性能的服务器、千兆交换机、光纤存储及虚拟化软件组成。结构框图如图1所示。
我台使用3台高性能的服务器工作，当某一台服务器出现故障或宕机时可以及时将业务切换至另一台服务器工作，以确保业务正常运行，应用系统正常使用。千兆交换机作为虚拟平台的核心交换机，确保服务器内存数据、应用等在各服务器节点间快速拷贝。光纤存储为虚拟平台内数据及应用提供存储空间，可以实现自动高效的应用切换。虚拟化软件是虚拟化平台的基础软件，通过该软件提供对各虚拟机的管理和维护，同时提高服务器硬件的使用效率。
虚拟化平台部署应用后，登录管理地址访问后，通过Cluster群集可以直接看到虚拟化平台部署的主机和虚拟机IP地址，如果需要查看主机的工作状态，只要点击对应IP地址，主机的管理程序、型号、处理器类型、逻辑处理器、网卡、虚拟机、状况和正常运行时间都会以菜单的形式显示，同时该主机的CPU、内存和存储空间使用情况也会显示，如图2所示。主机IP地址旁边的操作按钮可以执行服务器重启关机等操作，重启某台服务器，几秒钟就可以完成，而原来的物理机则需要3～4分钟。通过管理界面可以集中管理操作平台上部署的所有应用服务器，不用一台一台地登录访问物理机查看服务器状态及对服务器进行相关操作，省时省力。
5 虚拟化平台取得的效果分析
5.1 可用度大大提高
在虚拟化平台搭建之前，各应用系统之间相互独立，服务器独立部署，有些应用系统部署一台服务器，有些应用系统部署两到三台服务器。当服务器出现故障时，需进行人工干预，使用备用的服务器进行应用再部署，时间长，而且部署过程中由于应用系统对操作系统和浏览器的依赖，又会衍生出新的问题。虚拟化平台搭建后，数据库和应用可直接进行迁移，当一台服务器有故障时，使用动态漂移功能，直接调用备用服务器替代工作，实现应用不间断。
5.2 维护量大大减少
虚拟化平台搭建之前，信息化系统有十几个，服务器物理机将近20台，由于各信息化系统组建时间不同，造成服务器型号、操作系统、数据库版本都有差异，服务器电源、硬盘型号规格都不同，服务器清洁除尘等维护工作量大。平台搭建后，物理机数量只有3台，同型号同规格，平台可以根据负载情况灵活随机添加物理机，使需要维护的物理机数量大大减少，故障率明显降低，应用中断概率减少，维护成本也大大降低。
5.3 新应用部署响应快
虚拟化平台搭建前，新的应用系统测试环境搭建及部署时，每台物理机都要安装操作系统，打补丁，安全设置，响应慢，而且由于没有前期规划，原有空间局限，新的物理机上架前需要进行电源引接、设备就位、线路规整、线缆标识等一连串的工作，工作量大、效率低。平台搭建后，由于不需要为新应用添加物理机，平台预先安装有各种操作系统及补丁，省去了大量工作，可直接进行测试环境的搭建及应用部署。
5.4 资源利用率大大提升
虚拟化平台搭建前，物理服务器数量多，服务器资源利用率低，造成空闲资源浪费，平台搭建后，物理服务器数量大大减少，平台可以根据实际应用情况动态调节资源，避免空闲资源多，造成浪费。
5.5 提升安全播出保障能力
虚拟化平台搭建之前，物理服务器硬件维护、软件故障、系统升级改造扩容等都会造成业务中断，影响业务正常运行，给安全播出工作造成不便。虚拟化平台搭建后，可以使用平台的在线迁移功能虚拟机迁移至另一台物理机，硬件、软件故障或者软件升级扩容等操作都不会影响到业务的正常运行，大大提升安全播出保障能力。
6 结 论
虚拟化平台在基层广播发射台站的部署应用，是针对业务应用的发展需要，利用现代虚拟技术，在充分利用现有资源的基础上建设完成的，通过在台站的实际应用，实现了硬件资源动态扩展和新业务的快速部署，使应用系统工作更稳定，连续性更强，故障率大大降低，维护量大大减少，在提升基层台站安全播出保障能力和风险防控方面发挥重要作用。
参考文献：
[1] 李天校.基于VMware vSphere的广电企业虚拟化云平台构建 [J].中国有线电视，2019（2）：161-165.
[2] 張云.云计算虚拟化技术在高速公路多义性路径识别系统建设中的应用 [J].中国信息化，2019（3）：81-83.
[3] 寿晓霁.基于云平台技术的广播全媒体制播生产系统设计与实施 [J].河南科技，2019（2）：28-30.
作者简介：李琍（1971.09-），男，汉族，山西灵石人，值班长，工程师，本科，研究方向：计算机科学与技术。
